自旋对齐、旋进中子星双星的有效单体重力波波形模型中的自旋非线性效应

自旋中子星因其自身旋转而获得四极矩。这种二次自旋的自旋自效应依赖于状态方程（EOS），并影响中子星双星的轨道运动和旋进速率。我们将依赖于 EOS 的自旋自效应（或单极-四极项）以次次领头（NNLO）阶，连同其他（双线性、三次和四次）自旋非线性效应（领头阶，LO）一并纳入自旋对齐的有效单体（EOB）波形模型 TEOBResumS 中。TEOBResumS 的哈密顿量结构使得其在双黑洞情形中已包含了最近计算的四次自旋 LO 项。利用由函数 $Q_\omega=\omega^2/\dot{\omega}$ 关于 $\omega=2\pi f$ 给出的相位变化的规范不变表征（其中 $f$ 为引力波频率），我们研究了自旋自效应的 EOS 依赖性并表明：（i）次领头（NLO）和 NNLO 单极-四极修正相比相应的 LO 贡献产生越来越加速相位的效果；（ii）对 NLO（3PN）依赖于 EOS 的自旋自效应的标准 TaylorF2 后牛顿（PN）处理使其作用强于相应的 EOB 描述；（iii）在标准 3PN TaylorF2 后牛顿相位描述中加上 LO 的自旋尾效应，可使 TaylorF2 PN 相位的自旋部分与相应的 TEOBResumS 部分在无量纲频率 $M\omega\simeq 0.04-0.06$ 前相一致。通过使用后绝热近似生成旋进动力学（已纳入 TEOBResumS 的新实现中），发现从 10 Hz 起获得典型波形（包含所有直到 $\ell=8$ 的多极）所需计算时间约为 0.4 秒。